🎓 10. Sınıf
📚 10. Sınıf Kimya
💡 10. Sınıf Kimya: Stokiyometrik Hesaplama Soruları Çözümlü Örnekler
10. Sınıf Kimya: Stokiyometrik Hesaplama Soruları Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
💡 Mol Kavramı ve Kütle İlişkisi
2 mol C2H6 (etan) gazı kaç gramdır? (C: 12 g/mol, H: 1 g/mol)
2 mol C2H6 (etan) gazı kaç gramdır? (C: 12 g/mol, H: 1 g/mol)
Çözüm:
Bu soru, mol kavramı ile kütle arasındaki ilişkiyi anlamamızı sağlar. İşte adım adım çözüm:
- 👉 Adım 1: Bileşiğin Mol Kütlesini Bulma
Öncelikle C2H6 bileşiğinin mol kütlesini (MA) hesaplamalıyız.
C atomunun kütlesi: 12 g/mol
H atomunun kütlesi: 1 g/mol
C2H6 için:
\( M_A = (2 \times \text{C atom kütlesi}) + (6 \times \text{H atom kütlesi}) \)
\( M_A = (2 \times 12) + (6 \times 1) \)
\( M_A = 24 + 6 \)
\( M_A = 30 \) g/mol - 👉 Adım 2: Mol Sayısından Kütleye Geçiş
Mol sayısı (n), kütle (m) ve mol kütlesi (MA) arasındaki ilişkiyi veren formül:
\[ n = \frac{m}{M_A} \] Bize verilen mol sayısı \( n = 2 \) mol ve mol kütlesi \( M_A = 30 \) g/mol'dür. Kütleyi (m) bulmak için formülü yeniden düzenleriz:
\( m = n \times M_A \)
\( m = 2 \, \text{mol} \times 30 \, \text{g/mol} \)
\( m = 60 \) g
Örnek 2:
📌 Tepkime Denklemi Üzerinden Mol Hesaplaması
Aşağıdaki denkleştirilmiş tepkimeye göre:
\[ 2\text{H}_2(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g}) \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}(\text{g}) \] 3 mol H2 gazı tamamen tepkimeye girdiğinde, kaç mol O2 gazı harcanır ve kaç mol H2O oluşur?
Aşağıdaki denkleştirilmiş tepkimeye göre:
\[ 2\text{H}_2(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g}) \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}(\text{g}) \] 3 mol H2 gazı tamamen tepkimeye girdiğinde, kaç mol O2 gazı harcanır ve kaç mol H2O oluşur?
Çözüm:
Bu soru, bir kimyasal tepkimedeki maddeler arasındaki mol oranlarını anlamamızı sağlar.
- 👉 Adım 1: Tepkime Oranlarını Belirleme
Verilen denkleştirilmiş tepkimeye bakarak, katsayılar bize mol oranlarını verir:
\( 2\text{H}_2 + 1\text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} \)
Bu demektir ki:
2 mol H2, 1 mol O2 ile tepkimeye girer ve 2 mol H2O oluşturur. - 👉 Adım 2: Harcanan O2 Miktarını Bulma
Bize 3 mol H2 gazının tepkimeye girdiği bilgisi verilmiş. H2 ile O2 arasındaki mol oranı \( \frac{2}{1} \)'dir.
\( \frac{\text{Harcanan H}_2 \text{ molü}}{\text{Harcanan O}_2 \text{ molü}} = \frac{2}{1} \)
\( \frac{3 \, \text{mol}}{\text{Harcanan O}_2 \text{ molü}} = \frac{2}{1} \)
Harcanan O2 molü \( = \frac{3}{2} = 1.5 \) mol - 👉 Adım 3: Oluşan H2O Miktarını Bulma
H2 ile H2O arasındaki mol oranı \( \frac{2}{2} = \frac{1}{1} \)'dir.
\( \frac{\text{Harcanan H}_2 \text{ molü}}{\text{Oluşan H}_2\text{O molü}} = \frac{2}{2} \)
\( \frac{3 \, \text{mol}}{\text{Oluşan H}_2\text{O molü}} = \frac{2}{2} \)
Oluşan H2O molü \( = 3 \) mol
Örnek 3:
🧪 Kütle-Kütle Hesaplaması
Demir (III) oksit (Fe2O3) ve karbon monoksit (CO) arasındaki tepkime denklemi aşağıdaki gibidir:
\[ \text{Fe}_2\text{O}_3(\text{k}) + 3\text{CO}(\text{g}) \rightarrow 2\text{Fe}(\text{k}) + 3\text{CO}_2(\text{g}) \] 160 gram Fe2O3 tamamen tepkimeye girdiğinde kaç gram Fe (demir) elde edilir? (Fe: 56 g/mol, O: 16 g/mol, C: 12 g/mol)
Demir (III) oksit (Fe2O3) ve karbon monoksit (CO) arasındaki tepkime denklemi aşağıdaki gibidir:
\[ \text{Fe}_2\text{O}_3(\text{k}) + 3\text{CO}(\text{g}) \rightarrow 2\text{Fe}(\text{k}) + 3\text{CO}_2(\text{g}) \] 160 gram Fe2O3 tamamen tepkimeye girdiğinde kaç gram Fe (demir) elde edilir? (Fe: 56 g/mol, O: 16 g/mol, C: 12 g/mol)
Çözüm:
Bu tür sorularda önce verilen kütleyi mole çevirir, tepkime oranlarını kullanır ve sonra istenen maddenin kütlesini buluruz.
- 👉 Adım 1: Fe2O3'ün Mol Kütlesini Bulma
Fe2O3 bileşiğinin mol kütlesi (MA):
\( M_A = (2 \times \text{Fe atom kütlesi}) + (3 \times \text{O atom kütlesi}) \)
\( M_A = (2 \times 56) + (3 \times 16) \)
\( M_A = 112 + 48 \)
\( M_A = 160 \) g/mol - 👉 Adım 2: Verilen Fe2O3 Kütlesini Mole Çevirme
\( n = \frac{m}{M_A} \) formülünü kullanarak 160 gram Fe2O3'ün mol sayısını bulalım:
\( n_{\text{Fe}_2\text{O}_3} = \frac{160 \, \text{g}}{160 \, \text{g/mol}} \)
\( n_{\text{Fe}_2\text{O}_3} = 1 \) mol - 👉 Adım 3: Tepkime Oranlarından Oluşan Fe Molünü Bulma
Denkleştirilmiş tepkimeye göre:
\( 1\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{CO} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{CO}_2 \)
1 mol Fe2O3 tepkimeye girdiğinde 2 mol Fe oluşur.
Bizim 1 mol Fe2O3'ümüz olduğu için, 2 mol Fe oluşacaktır. - 👉 Adım 4: Oluşan Fe Molünü Kütleye Çevirme
Demir (Fe) atomunun mol kütlesi \( M_A = 56 \) g/mol'dür.
Oluşan Fe kütlesi \( m_{\text{Fe}} = n_{\text{Fe}} \times M_{A, \text{Fe}} \)
\( m_{\text{Fe}} = 2 \, \text{mol} \times 56 \, \text{g/mol} \)
\( m_{\text{Fe}} = 112 \) g
Örnek 4:
🎈 Gaz Tepkimelerinde Hacim Hesaplaması (Normal Koşullar Altında)
Aşağıdaki tepkimeye göre:
\[ \text{N}_2(\text{g}) + 3\text{H}_2(\text{g}) \rightarrow 2\text{NH}_3(\text{g}) \] Normal Koşullar Altında (N.K.A.) 6.72 litre N2 gazı tamamen tepkimeye girdiğinde, kaç litre NH3 gazı oluşur? (N.K.A.'da 1 mol gaz 22.4 litre hacim kaplar.)
Aşağıdaki tepkimeye göre:
\[ \text{N}_2(\text{g}) + 3\text{H}_2(\text{g}) \rightarrow 2\text{NH}_3(\text{g}) \] Normal Koşullar Altında (N.K.A.) 6.72 litre N2 gazı tamamen tepkimeye girdiğinde, kaç litre NH3 gazı oluşur? (N.K.A.'da 1 mol gaz 22.4 litre hacim kaplar.)
Çözüm:
Gaz tepkimelerinde, aynı koşullar altında gazların hacim oranları mol oranlarına eşittir. N.K.A. bilgisi bu dönüşümü yapmamızı sağlar.
- 👉 Adım 1: Verilen N2 Hacmini Mole Çevirme
N.K.A.'da 1 mol gaz 22.4 litre hacim kapladığına göre:
\( n_{\text{N}_2} = \frac{\text{Verilen hacim}}{\text{Mol hacmi}} \)
\( n_{\text{N}_2} = \frac{6.72 \, \text{L}}{22.4 \, \text{L/mol}} \)
\( n_{\text{N}_2} = 0.3 \) mol - 👉 Adım 2: Tepkime Oranlarından Oluşan NH3 Molünü Bulma
Denkleştirilmiş tepkimeye göre:
\( 1\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{NH}_3 \)
1 mol N2 tepkimeye girdiğinde 2 mol NH3 oluşur.
Bizim 0.3 mol N2'miz olduğuna göre:
\( \frac{\text{Harcanan N}_2 \text{ molü}}{\text{Oluşan NH}_3 \text{ molü}} = \frac{1}{2} \)
\( \frac{0.3 \, \text{mol}}{\text{Oluşan NH}_3 \text{ molü}} = \frac{1}{2} \)
Oluşan NH3 molü \( = 0.3 \times 2 = 0.6 \) mol - 👉 Adım 3: Oluşan NH3 Molünü Hacme Çevirme
N.K.A.'da 1 mol gaz 22.4 litre hacim kapladığına göre, 0.6 mol NH3'ün hacmi:
\( \text{Hacim}_{\text{NH}_3} = n_{\text{NH}_3} \times \text{Mol hacmi} \)
\( \text{Hacim}_{\text{NH}_3} = 0.6 \, \text{mol} \times 22.4 \, \text{L/mol} \)
\( \text{Hacim}_{\text{NH}_3} = 13.44 \) L
Örnek 5:
⚖️ Sınırlayıcı Bileşen Hesaplaması
2.4 gram Mg metali ile 3.2 gram O2 gazı kapalı bir kapta tepkimeye girerek MgO bileşiğini oluşturuyor.
\[ 2\text{Mg}(\text{k}) + \text{O}_2(\text{g}) \rightarrow 2\text{MgO}(\text{k}) \] Bu tepkimede hangi madde sınırlayıcı bileşendir ve kaç gram MgO oluşur? (Mg: 24 g/mol, O: 16 g/mol)
2.4 gram Mg metali ile 3.2 gram O2 gazı kapalı bir kapta tepkimeye girerek MgO bileşiğini oluşturuyor.
\[ 2\text{Mg}(\text{k}) + \text{O}_2(\text{g}) \rightarrow 2\text{MgO}(\text{k}) \] Bu tepkimede hangi madde sınırlayıcı bileşendir ve kaç gram MgO oluşur? (Mg: 24 g/mol, O: 16 g/mol)
Çözüm:
Sınırlayıcı bileşen, tepkimeye giren maddelerden ilk biten maddedir ve oluşan ürün miktarını belirler.
- 👉 Adım 1: Reaktiflerin Mol Sayılarını Bulma
Öncelikle verilen kütleleri mole çevirelim:
Mg için:
\( n_{\text{Mg}} = \frac{m_{\text{Mg}}}{M_{A, \text{Mg}}} = \frac{2.4 \, \text{g}}{24 \, \text{g/mol}} = 0.1 \) mol
O2 için:
O2'nin mol kütlesi \( M_{A, \text{O}_2} = 2 \times 16 = 32 \) g/mol
\( n_{\text{O}_2} = \frac{m_{\text{O}_2}}{M_{A, \text{O}_2}} = \frac{3.2 \, \text{g}}{32 \, \text{g/mol}} = 0.1 \) mol - 👉 Adım 2: Sınırlayıcı Bileşeni Belirleme
Denkleştirilmiş tepkimeye göre mol oranları:
\( 2\text{Mg} + 1\text{O}_2 \rightarrow 2\text{MgO} \)
Yani 2 mol Mg, 1 mol O2 ile tepkimeye girer.
Elimizdeki mol sayılarını tepkime katsayılarına böleriz:
Mg için: \( \frac{0.1 \, \text{mol}}{2} = 0.05 \)
O2 için: \( \frac{0.1 \, \text{mol}}{1} = 0.1 \)
En küçük değeri veren madde sınırlayıcı bileşendir. Bu durumda Mg sınırlayıcı bileşendir. - 👉 Adım 3: Oluşan MgO Miktarını Hesaplama
Oluşan ürün miktarı sınırlayıcı bileşene göre hesaplanır. Mg ile MgO arasındaki mol oranı \( \frac{2}{2} = \frac{1}{1} \)'dir.
\( \frac{\text{Harcanan Mg molü}}{\text{Oluşan MgO molü}} = \frac{2}{2} \)
\( \frac{0.1 \, \text{mol}}{\text{Oluşan MgO molü}} = \frac{2}{2} \)
Oluşan MgO molü \( = 0.1 \) mol
MgO'nun mol kütlesi \( M_{A, \text{MgO}} = 24 + 16 = 40 \) g/mol
Oluşan MgO kütlesi \( m_{\text{MgO}} = n_{\text{MgO}} \times M_{A, \text{MgO}} \)
\( m_{\text{MgO}} = 0.1 \, \text{mol} \times 40 \, \text{g/mol} = 4 \) g
Örnek 6:
🎯 Tepkime Verimi Hesaplaması
Gerçekleşen bir tepkimede, teorik olarak 20 gram ürün elde edilmesi beklenirken, deneysel olarak sadece 16 gram ürün elde edilmiştir. Bu tepkimenin verimi yüzde kaçtır?
Gerçekleşen bir tepkimede, teorik olarak 20 gram ürün elde edilmesi beklenirken, deneysel olarak sadece 16 gram ürün elde edilmiştir. Bu tepkimenin verimi yüzde kaçtır?
Çözüm:
Tepkime verimi, bir kimyasal tepkimeden gerçekte elde edilen ürün miktarının, teorik olarak elde edilmesi beklenen ürün miktarına oranıdır.
- 👉 Adım 1: Verim Formülünü Hatırlama
Tepkime verimi aşağıdaki formülle hesaplanır:
\[ \text{Verim} (%) = \frac{\text{Gerçekleşen ürün kütlesi}}{\text{Teorik ürün kütlesi}} \times 100 \] - 👉 Adım 2: Verilen Değerleri Yerine Koyma
Gerçekleşen ürün kütlesi = 16 gram
Teorik ürün kütlesi = 20 gram
\( \text{Verim} (%) = \frac{16 \, \text{g}}{20 \, \text{g}} \times 100 \) - 👉 Adım 3: Hesaplamayı Yapma
\( \text{Verim} (%) = 0.8 \times 100 \)
\( \text{Verim} (%) = 80 \) %
Örnek 7:
🚗 Otomobil Hava Yastığı ve Stokiyometri
Otomobillerdeki hava yastıkları, çarpışma anında sodyum azit (NaN3) bileşiğinin hızla parçalanmasıyla azot gazı (N2) üreterek şişer. Bu tepkime aşağıdaki gibidir:
\[ 2\text{NaN}_3(\text{k}) \rightarrow 2\text{Na}(\text{k}) + 3\text{N}_2(\text{g}) \] Bir hava yastığının tamamen şişebilmesi için N.K.A.'da 33.6 litre azot gazına (N2) ihtiyaç duyulduğuna göre, tepkimeye girmesi gereken minimum NaN3 kütlesi kaç gramdır? (Na: 23 g/mol, N: 14 g/mol, N.K.A.'da 1 mol gaz 22.4 litre hacim kaplar.)
Otomobillerdeki hava yastıkları, çarpışma anında sodyum azit (NaN3) bileşiğinin hızla parçalanmasıyla azot gazı (N2) üreterek şişer. Bu tepkime aşağıdaki gibidir:
\[ 2\text{NaN}_3(\text{k}) \rightarrow 2\text{Na}(\text{k}) + 3\text{N}_2(\text{g}) \] Bir hava yastığının tamamen şişebilmesi için N.K.A.'da 33.6 litre azot gazına (N2) ihtiyaç duyulduğuna göre, tepkimeye girmesi gereken minimum NaN3 kütlesi kaç gramdır? (Na: 23 g/mol, N: 14 g/mol, N.K.A.'da 1 mol gaz 22.4 litre hacim kaplar.)
Çözüm:
Bu senaryo, stokiyometrinin günlük hayattaki önemli bir uygulamasını gösterir. Hacimden kütleye geçiş yapmamız gerekiyor.
- 👉 Adım 1: İhtiyaç Duyulan N2 Hacmini Mole Çevirme
N.K.A.'da 1 mol gaz 22.4 litre olduğuna göre, 33.6 litre N2'nin mol sayısı:
\( n_{\text{N}_2} = \frac{\text{Verilen hacim}}{\text{Mol hacmi}} \)
\( n_{\text{N}_2} = \frac{33.6 \, \text{L}}{22.4 \, \text{L/mol}} \)
\( n_{\text{N}_2} = 1.5 \) mol - 👉 Adım 2: Tepkime Oranlarından Gerekli NaN3 Molünü Bulma
Denkleştirilmiş tepkimeye göre:
\( 2\text{NaN}_3 \rightarrow 2\text{Na} + 3\text{N}_2 \)
Bu demektir ki 2 mol NaN3 parçalandığında 3 mol N2 oluşur.
Bizim 1.5 mol N2'ye ihtiyacımız var:
\( \frac{\text{Harcanan NaN}_3 \text{ molü}}{\text{Oluşan N}_2 \text{ molü}} = \frac{2}{3} \)
\( \frac{\text{Harcanan NaN}_3 \text{ molü}}{1.5 \, \text{mol}} = \frac{2}{3} \)
Harcanan NaN3 molü \( = \frac{2 \times 1.5}{3} = \frac{3}{3} = 1 \) mol - 👉 Adım 3: Gerekli NaN3 Molünü Kütleye Çevirme
NaN3'ün mol kütlesini (MA) hesaplayalım:
\( M_A = (1 \times \text{Na atom kütlesi}) + (3 \times \text{N atom kütlesi}) \)
\( M_A = (1 \times 23) + (3 \times 14) \)
\( M_A = 23 + 42 \)
\( M_A = 65 \) g/mol
Şimdi 1 mol NaN3'ün kütlesini bulalım:
\( m_{\text{NaN}_3} = n_{\text{NaN}_3} \times M_{A, \text{NaN}_3} \)
\( m_{\text{NaN}_3} = 1 \, \text{mol} \times 65 \, \text{g/mol} \)
\( m_{\text{NaN}_3} = 65 \) g
Örnek 8:
🍳 Yumurta Pişirme ve Stokiyometri
Mutfakta kek yapmak için 3 yumurtaya ihtiyacınız var. Eğer her yumurta ortalama 50 gram ise ve tarifte "150 gram yumurta" yerine "3 yumurta" yazsaydı, aslında yumurtaların kütlesi üzerinden bir stokiyometrik hesaplama yapmış olurdunuz.
Farz edelim ki, bir kek tarifi için 200 gram un, 100 gram şeker ve 150 gram yumurta (3 yumurta) kullanılıyor. Eğer elinizde sadece 100 gram un varsa, tarifin geri kalan malzemelerini (şeker ve yumurta) una göre ayarlayarak kaç gram şeker ve kaç gram yumurta kullanmanız gerekir?
Mutfakta kek yapmak için 3 yumurtaya ihtiyacınız var. Eğer her yumurta ortalama 50 gram ise ve tarifte "150 gram yumurta" yerine "3 yumurta" yazsaydı, aslında yumurtaların kütlesi üzerinden bir stokiyometrik hesaplama yapmış olurdunuz.
Farz edelim ki, bir kek tarifi için 200 gram un, 100 gram şeker ve 150 gram yumurta (3 yumurta) kullanılıyor. Eğer elinizde sadece 100 gram un varsa, tarifin geri kalan malzemelerini (şeker ve yumurta) una göre ayarlayarak kaç gram şeker ve kaç gram yumurta kullanmanız gerekir?
Çözüm:
Bu örnek, kimyasal tepkimelerdeki "oran" kavramının günlük hayatta nasıl kullanılabileceğini gösterir. Kek tarifi de bir nevi "oranlar kanunu" gibidir!
- 👉 Adım 1: Tarifteki Oranları Belirleme
Orijinal tarifteki malzemelerin kütle oranlarına bakalım:
Un : Şeker : Yumurta = 200 g : 100 g : 150 g
Bu oranları sadeleştirebiliriz (hepsini 50'ye bölerek):
Un : Şeker : Yumurta = 4 : 2 : 3 (kütle oranı) - 👉 Adım 2: Elimizdeki Un Miktarını Kullanarak Yeni Oranları Hesaplama
Elimizde sadece 100 gram un var. Bu, orijinal un miktarının yarısıdır (200 g / 2 = 100 g).
Demek ki, tarifin geri kalan tüm malzemelerini de yarıya indirmemiz gerekir. - 👉 Adım 3: Gerekli Şeker Miktarını Hesaplama
Orijinal şeker miktarı: 100 gram
Yeni şeker miktarı = Orijinal şeker miktarı / 2
Yeni şeker miktarı = \( 100 \, \text{g} / 2 = 50 \) g - 👉 Adım 4: Gerekli Yumurta Miktarını Hesaplama
Orijinal yumurta miktarı: 150 gram
Yeni yumurta miktarı = Orijinal yumurta miktarı / 2
Yeni yumurta miktarı = \( 150 \, \text{g} / 2 = 75 \) g
(Bu da yaklaşık 1.5 yumurtaya denk gelir, pratik olarak 2 yumurta kullanılabilir ama hesaplama 75 g'dır.)
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/10-sinif-kimya-stokiyometrik-hesaplama-sorulari/sorular